[發(fā)明專利]一種表征高碳鋼盤條中心偏析的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210418952.6
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102914628A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王世芳;王雷;麻晗
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種精確評價熱軋高碳鋼盤條中心偏析的方法，特別適用于評價對中心偏析要求較高的鋼種，屬于金屬分析表征領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，評價含碳量高于0.60wt％熱軋盤條中心偏析的方法，一般是將腐蝕后宏觀形貌與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對照評級。該方法受制樣人員、制樣水平、腐蝕程度影響較大。不同的人員制樣，得出的結(jié)果可能偏差0.5～1個級別；即便是同一人員在同樣的條件下制樣，腐蝕的程度不一樣，評級的結(jié)果也會相差0.5～1個級別。雖然該方法簡便，直觀，但是無法定量給出偏析比，只能模糊的定一個偏析的級別，且結(jié)果波動性較大。隨著鋼鐵冶金水平的提高，中心偏析已經(jīng)控制在相對較低的水平，當(dāng)前籠統(tǒng)的偏析評級方法已無法應(yīng)對輕微偏析的表征需求，無法準(zhǔn)確表征不同材料的質(zhì)量高低。

因此迫切需要一種能定量、精確地評價盤條中心偏析的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能定量、精確評價珠光體高碳鋼熱軋盤條的碳偏析的方法，特別適用于評價對中心偏析要求較高的鋼種。

珠光體鋼是由鐵素體和滲碳體兩個相組成的，無論碳元素是否富集，理論上滲碳體相中碳原子的含量一定，碳原子與鐵原子的比例為1∶3；而鐵素體中碳含量會隨著碳的富集而增加，即在偏析嚴(yán)重的區(qū)域，碳元素在鐵素體中含量會高于平均含量。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明方法明確了測試樣品、取樣位置、測試要求、數(shù)據(jù)處理、偏析結(jié)果定量化，包括以下步驟：

(1)樣品和取樣位置

樣品含碳量大于0.60wt％，組織為珠光體，由鐵素體和滲碳體兩個相組成；從盤條中取出針尖狀樣品的位置至少包含一個偏析嚴(yán)重處和一個無偏析處；

(2)檢測過程和數(shù)據(jù)處理

3DAP需同時測量到鐵素體和滲碳體兩個相，測試結(jié)果包含的原子數(shù)量大于100萬個；采用等濃度面分析方法區(qū)分出鐵素體相和滲碳體相，再利用3DAP測量出鐵素體中元素含量；

(3)中心偏析的定量化評價

珠光體盤條的中心偏析等于盤條偏析嚴(yán)重處鐵素體中碳含量與無偏析處鐵素體中的碳含量之比，對于不存在偏析的盤條，比值接近1；該比值越大，偏析越嚴(yán)重。

進(jìn)一步講，步驟(1)中所述的偏析嚴(yán)重處為盤條中心處；步驟(1)中所述的無偏析處為盤條1/4半徑到3/4半徑之間的某處；步驟(2)中所述的等濃度面分析方法中等濃度面的碳原子濃度選取范圍為5～20at％。

針對以上方法，詳細(xì)解釋說明如下：

(1)本方法適宜于表征高碳鋼盤條的中心偏析。中心偏析較易發(fā)生在碳含量大于0.60wt％鋼中。這類鋼的熱軋組織一般為珠光體，由鐵素體和滲碳體兩個相組成。碳元素固溶在鐵素體中，在碳元素富集的鐵素體中固溶的碳比其他地方高。利用這點，測量不同地方的鐵素體中碳元素的含量，就可以測定碳元素的偏析。

(2)從熱軋盤條中選取合適的地方，才能正確的評價中心偏析。對于小方坯以及圓坯造成的偏析，最嚴(yán)重的地方發(fā)生在盤條中心處；而在盤條半徑1/4到半徑3/4處，成分比較均勻。取樣至少包括一個偏析嚴(yán)重的地方和一個無偏析的地方，即取樣時包括這兩個位置則可以正確評價中心偏析。

(3)實施3DAP的實驗，檢測到的范圍必須要足夠大，應(yīng)同時檢測到鐵素體相和滲碳體兩個相。當(dāng)兩個相同時存在時，才能準(zhǔn)確的在鐵素體中選擇一塊區(qū)域來定量分析元素的含量。這塊區(qū)域的選取非常重要，若太靠近滲碳體，則會造成碳含量偏高。檢測到的原子數(shù)越多，代表檢測到的體積越大，越有利于正確選取分析區(qū)域，因此要求檢測到的原子數(shù)應(yīng)大于100萬個。

(4)在(3)的基礎(chǔ)上，利用“等濃度面”的分析方法，區(qū)分出鐵素體相和滲碳體相。根據(jù)不同樣品實際情況，等濃度面的碳原子濃度可選取范圍為5～20at％；再在鐵素體中選取分析區(qū)域，用3DAP設(shè)備數(shù)據(jù)分析軟件，分析選定區(qū)域中各元素的含量。

(5)盤條偏析嚴(yán)重處鐵素體中碳含量與無偏析處鐵素體中的碳含量之比代表偏析的大小。對于不存在偏析的盤條，成分均勻，這兩個地方的碳元素接近，比值接近1；反之，盤條存在嚴(yán)重偏析時，成分非常不均勻，這兩個地方碳元素差別非常大，比值也隨之很大，說明偏析越嚴(yán)重。

本發(fā)明的有益效果在于可以定量、精確地評價高碳鋼熱軋盤條中心偏析。該方法特別適用于評價對中心偏析要求較高的鋼種，如含碳量0.72～0.92％的簾線鋼和切割鋼絲、碳含量為0.82～0.87％的橋梁用鍍鋅鋼絲和鋼絞線。

具體實施方案

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

實施例1：